面向不同布局形式的数控机床色彩设计研究

作     者：李紫君 

作者单位：河北工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：丁满

授予年度：2020年

学科分类：080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 0802[工学-机械工程] 

主      题：感性工学 色彩设计 神经网络 遗传算法 数控机床 

摘      要：随着工业4.0的不断推进,国家综合国力之间的竞争逐渐转变为智能制造业之间的竞争,而衡量制造业的标准就是制造业产品的设计水平,因此数控机床作为工业母机的设计重要性日益突出,其色彩设计也成为目前研究的重点。过去的产品色彩设计因技术有限呈现技术主导的设计,随着智能化、自动化的不断发展,现在的产品色彩设计逐步转向以人的情感需求为主导的设计,然而目前的设计形式主要是先确定单一色彩布局形式再进行色彩情感化设计,过于依靠设计师的经验,具有一定的局限性。因此本文针对目前色彩情感化设计过早确定单一布局形式而导致产品色彩设计方案片面性的问题,提出了面向不同布局形式的数控机床色彩设计流程方法。以数控机床为研究对象,运用象元理论分析数控机床初始样本,提取设计元素与色彩布局,运用实验法建立色彩元素库,通过象元运算法则生成数控机床样本,通过专家访谈法确定代表性样本;运用主成分分析法确定数控机床感性语意词汇,利用语义差异法调查用户对数控机床样本的感性意象评价,建立用户感性意象与设计元素之间的映射关系;运用神经网络训练数控机床设计元素与数控机床感性意象值之间的映射关系,建立基于感性工学的数控机床感性意象评价模型;基于遗传算法的数控机床色彩设计优化,以设计元素为遗传基因,将神经网络的评价模型结合惩罚函数转换为遗传算法适应度函数,并对遗传算法种群、算子等其他参数进行设计,运用遗传算法对不同布局形式的色彩设计方案进行寻优操作,输出不同布局形式的最佳方案;为了使设计方法更具实用性,因此运用MATLAB软件建立数控机床色彩设计优化系统,根据系统推荐的设计方案元素结合设计师经验进行数控机床色彩设计,实现不同布局形式下色彩设计优化的目的。最终通过产品设计实例证明,该方法在设计上提供一种产品色彩设计的新的思路,可有效利用现有产品设计资源,在数控机床色彩设计上,充分考虑用户情感需求,提出不同布局形式的最优色彩设计方案,在不影响产品功能的前提下,可以给予用户更多的人文关怀,可以有效提高产品设计效率,提高色彩设计方案的通过率。